深度模拟器液压系统仿真研究

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1、Technology技术纵横文献标识码：B文章编号：1003-0492(2012)08-0082-03中图分类号：TP273陈祥辉，彭利平(中国船舶重工集团公司第七一〇研究所，湖北宜昌443003)深度模拟器液压系统仿真研究DesignandSimulationoftheControlSystemofDepthSimulator摘要：介绍了深度模拟器总体结构及工作原理，针对深度模拟器控制系深度模拟器采用常规比例－积分－微分(ProportionIntegral统中PID算法及其相关参数进行了仿真研究。以深度模拟器液压系统为模Derivative

2、，PID)技术，来控制深度模拟器的动态过程。深度模拟型，利用AMESim仿真软件工具，对整个液压系统进行了仿真分析并对器采用电液伺服控制系统，通过控制伺服阀的开口实现密闭工作系统各元器件的参数进行了优化，为深度模拟器的进一步研究提供了理腔的进出油，进而控制该腔的压力值。深度模拟器具有深度范围论基础。关键词：深度模拟器；PID算法；AMESim；可靠性大、动态响应快、精度高等特点。Abstract:Thegeneralstructureandprincipleofthedepthsimulatorare2系统结构描述introducedinthi

3、spaper.PIDalgorithmandrelatedparametersaresimulated控制系统的基本结构如图1所示。PID控制器由IPC通过软件forthecontrolsystemofthedepthsimulator.Meanwhile,thehydraulicsystem方式实现，而进入计算机的信号G(t)则通过A/D转换器，采样或通ofdepthsimulatorisdesigned.ThesimulationofthehydraulicsystemissetupbasedonAMESim.Thesimulationis

4、carriedoutforthehydraulicsystemof过控制面板直接以数值形式传入PID控制器。压力传感器通过A/Ddepthsimulator.Theparametersofeachcomponentsareoptimized.转换后以数值方式传给PID控制器。由此可见，该系统为离散的Keywords:Depthsimulator;PIDalgorithm;AMESim;Reliability控制系统，PID控制器将计算结果以数值形式得到后，通过D/A转换得到电压或电流值去控制放大电路，并由放大电路推动电液伺服阀工作。图中的KA是

5、电液伺服阀驱动电路的增益，电液阀函数则是指电液伺服阀的传递函数。1引言在进行系统原理论证和PID控制算法设计时，通过仿真验证深度模拟器是水下航行器深度控制系统半实物仿真的重要设PID控制器与电液伺服阀匹配的可行性，了解PID参数调整同电液备。它可由水下航行器主仿真计算机或本机控制器控制运行，产伺服阀参数的关系，为选择电液伺服阀提供依据，选好电液伺服生要求的压力输出，用以模拟水下航行器在不同海洋深度航行时阀和液压控制部分后，再调整和选取合适的PID控制参数，以达所承受的水压。应用该设备，配合航行器深度系统的有关模块，到系统设计要求。在实际仿真和调

6、整过程中可能会对PID控制算可在实验室条件下对水下航行器纵向深度控制系统的各项性能指法进行一定的调整使其具有更好的适应能力和更好的控制效果。标和参数进行测试。比如加入专家算法，或者进行模糊自适应整定方法等。82AUTOMATIONPANORAMA2012.8益值，在仿真时暂定为1。G(t)PID᧗ࡦಘKA⭥⏢ժᴽ䰰4.3仿真参数说明঻࣋Րᝏಘ仿真过程中，PID控制器的时间参数T取值为0.001s，即表示系图1系统结构描述统采样速率为1000Hz。根据相关计算，在仿真过程中使用20Hz输入控制信号幅值设定为2m，并在满足幅值衰减不大于3dB，相位

7、滞3工作原理后不大于90°的条件下给出了较完整的PID控制参数组合。仿真使深度模拟器工作时模拟某产品在不同水深条件下运动时所承用的信号包括阶跃、正弦波。仿真中的各参数关系如表1所示。受水压。其工作原理是利用给定的压力输入信号，通过自动控制表1PID参数表（ζ=0.7ω=280）系统，输出相应的压力，如图2所示。测控系统是以计算机为核心构成的集信号输入、数据采集、信息显示等为一体的控制系统。水深输入信号Kp/Ki/Kd通过D/A转换及信号放大，施加给液压系统的电液伺服阀，输出阶跃信号800/0.196/0.00210m压力；液压系统的高精度反馈压

8、力传感器监测压力输出，通过正弦信号1100/0.25/0.003阶跃信号800/0.196/0.002A/D转换，被控制系统采集入计算机，同时传送给伺